Файл: 1. Цели освоения дисциплины. Целью освоения дисциплины Экология микробных сообществ.pdf

числе широкое использование иллюстративного материала, мультимедийной техники, дублирование основных понятий и положений на слайдах;

для лиц с ограничениями по зрению предусматривается использование крупномасштабных наглядных пособий.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины.
Реализация данной учебной дисциплины предусматривает следующие формы организации самостоятельной работы студентов:
1) внеаудиторная самостоятельная работа (подготовка к семинарским занятиям и тестированию, рефератов, составление словарей используемых терминов, списка персоналий с указанием наиболее важных открытий названных ученых, составление таблиц и схем биологических процессов);
2) аудиторная самостоятельная работа, которая осуществляется под непосредственным руководством преподавателя;
3) творческая работа.
Цель самостоятельной работы студентов – научить студента осмысленно и самостоятельно работать сначала с учебным материалом, затем с научной информацией, заложить основы самоорганизации и самовоспитания с тем, чтобы привить умение в дальнейшем непрерывно повышать свою квалификацию.
Внеаудиторная самостоятельная работа студентов по дисциплине заключается в следующем:
1) подготовка к занятиям, изучение литературы (список рекомендуемой литературы приведен в разделе 8 данной рабочей программы);
2) подготовка к текущей аттестации
3) подготовка к промежуточной аттестации
4) подготовка и написание рефератов (студенту предоставляется право свободного выбора темы);
5) подготовка устных и письменных ответов.
Творческая самостоятельная работа – выполнение индивидуальных заданий, направленных на развитие у студентов самостоятельности и инициативы. Она включает подготовку рефератов, эссе, решение задач. Аудиторная самостоятельная работа реализуется при проведении практических занятий и во время чтения лекций.
Текущий контроль проводится в ходе проверки и оценки выполнения заданий для самостоятельной работы.
Промежуточная аттестация (экзамен) проводится в форме устного опроса студентов по билетам.
Самостоятельная работа студентов подкреплена учебно-методическим и информационным обеспечением, включающим учебники, учебно-методические пособия, конспекты лекций, Интернет-ресурсы.
Для лиц с ограниченными возможностями здоровья (слабослышащих и др.) текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация может проводиться в письменной форме.
Вопросы для текущего контроля
1. Основные понятия и методы экологии микроорганизмов.
1. Экология микроорганизмов: цели, задачи, предмет.
2. Молекулярные методы экологии микроорганизмов.
3. Значение знаний по микробной экологии для разработки мероприятий по рациональному использованию и охране природных ресурсов.

4. Понятие об экологических факторах. Классификация экологических факторов по разным признакам.
5. Биотические и абиотические факторы.
6. Естественные и антропогенные факторы.
7. Условия обитания и ресурсы.
8. Классификация факторов по характеру их временной динамики: постоянные, периодические и апериодические.
9. Понятие об абиотических факторах и экологической физиологии.
10.
Понятие экологической ниши. Современная концепция экологической ниши.
11.
Популяция. Характеристики популяции (численность и плотность).
Взаимодействие популяций.
12.
Сообщества. Характеристики сообществ (видовой состав, видовое богатство, видовое разнообразие).
13.
Трофические связи: продуценты и консументы. Редуценты.
14.
Экосистемы. Сукцессии.
2. Сообщества микроорганизмов. Различные типы взаимоотношений между
микроорганизмами.
1.
Кооперативные трофические взаимоотношения в микробном сообществе.
2.
Экофизиологические группы в сообществе: первичные продуценты, деструкторы и их специализация по субстратам. Копиотрофы (зимогены), гидролитики, диссиптрофы, первичные анаэробы, вторичные анаэробы.
3.
Гидрогенотрофные и ацетотрофные организмы. Анаэробное окисление летучих жирных кислот. Межвидовой перенос водорода и катаболическая синтрофия.
4.
Конкурентные отношения в микробном сообществе.
5.
Антибиоз и продукция физиологически активных веществ. Авторегуляция микробных сообществ.
6.
Физическая организация сообществ в пространстве.
7.
Циано-бактериальное сообщество как прототип взаимодействия в сообществе.
8.
Биопленки. Хлопья.
9.
Метаногенное сообщество.
10.
Сульфидогенное сообщество.
11.
Аноксигенное фототрофное сообщество.
12.
Бактериальный окислительный фильтр и газотрофы.
13.
Аэробное сообщество.
3. Экофизиология микроорганизмов
1.
Механизмы взаимодействия прокариот с молекулярным кислородом.
Токсические эффекты молекулярного кислорода и его производных. Защитные механизмы клеток прокариот.
2.
Влияние высоких и низких температур на жизнедеятельность микроорганизмов.
Психрофилы, мезофилы, термофилы, гипертермофилы.
Механизмы психро- и термофилии.
3.
Влияние рН среды на жизнедеятельность микроорганизмов. Нейтрофилы, ацидофилы, алкалофилы. Механизмы рН-гомеостаза.
4.
Водная активность среды. Галофилы. Осмофилы. Механизмы осморегуляции и осмопротекторные вещества. Ксерофилия.
5.
Влияние излучений на микроорганизмы. Фотосинтетически активная радиация для разных групп фототрофов. УФ-излучение, ионизирующее излучение.
Механизмы радиоустойчивости.

6.
Влияние земного тяготения, магнитных полей, гидростатического давления на жизнедеятельность микроорганизмов.
7.
Соединения и ионы, токсичные для микроорганизмов. Адаптивные реакции микроорганизмов на стрессовые воздействия.
8.
Экстремофильные микроорганизмы.
4. Экология водных и почвенных микроорганизмов. Участие микроорганизмов
в поддержании газового состава атмосферы. Роль микроорганизмов в
глобальных циклах элементов.
1.
Характеристика водоемов как среды обитания микроорганизмов.
Классификация водоемов.
Физико-химические свойства водной массы.
Стратификация водоемов.
2.
Микроорганизмы аэробной зоны. Микроорганизмы микроаэрофильной зоны.
Микроорганизмы анаэробной зоны. Микроорганизмы донных отложений.
3.
Специфика почвы как среды обитания микроорганизмов. Почва как трехфазная система. Твердая фаза почвы. Адгезия и развитие микроорганизмов на поверхности почвенных частиц. Жидкая фаза почвы. Газовая фаза почвы.
4.
Дыхание почвы и ее зависимость от гидротермических условий. Эмиссия газов почвой как показатель баланса между продукцией и окислением газов.
5.
Концепция строения и функционирования комплекса почвенных микроорганизмов.
6.
Функциональная роль почвенных микроорганизмов. Роль микроорганизмов в процессах почвообразования. Самоочищение почвы.
7.
Роль микроорганизмов в формировании газового состава атмосферы.
Бактерии как важнейший фактор поддержания микрокомпонентного состава атмосферы.
8.
Дыхание почвы и продукция СО
2
. Газогенерирующие анаэробные сообщества. Окислительный бактериальный фильтр.
9. Основные функциональные группировки организмов цикла органического углерода.
10.
Основные группы микроорганизмов цикла азота: азотфиксаторы, аммонификаторы, нитрификаторы, нитратредукторы, денитрификаторы.
11. Основные группы микроорганизмов цикла серы: сульфатредукторы, серо- редукторы, серобактерии, тионовые бактерии, аноксигенные серные фотосинтезирующие бактерии.
12. Основные группы микроорганизмов цикла железа: аэробные железобактерии, железоредукторы, магнетитобразующие бактерии, магнитотаксические бактерии.
13. Участие микроорганизмов в круговороте фосфора.
5. Взаимодействия микроорганизмов с макроорганизмами
1.
Взаимодействия микроорганизмов с представителями других групп живого мира. Прокариоты и протисты.
2.
Симбиотрофное питание и симбионтный тип питания. Симбиозы прокариот и морских беспозвоночных животных. Симбионты насекомых. Энтомопатогенные микроорганизмы.
3.
Симбиозы микроорганизмов с растительноядными животными. Микробные сообщества рубца жвачных.
4.
Нормальная микрофлора человека, ее функции и значение. Патогенные для человека микроорганизмы. Стратегии паразитизма. Патогенность и вирулентность.
LD
50
, DLM. Факторы патогенности.

5.
Микробно-растительные взаимодействия. Микроорганизмы ризосферы и ризопланы, филлосферы и филлопланы. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов и растений. Фитопатогенные микроорганизмы.
Темы рефератов
1. Роль микроорганизмов в круговороте биогенных элементов.
2. Экофизиологические группы микроорганизмов.
3. Лимитирование роста и развития микроорганизмов экологическими факторами.
4. Термофильные бактерии, их распространение. Природа термоустойчивости бактерий.
5. Микрофлора воздуха.
6. Зональность распределения микроорганизмов в водоемах.
7. Общая характеристика микрофлоры аэробной и анаэробной зон водоемов.
8. Микрофлора сточных вод, их биологическая очистка.
9. Доминирующая бактериальная флора почвы.
10. Эпифитная микрофлора, ее состав и роль.
11. Микориза, ее значение.
12. Экология и физиология микроорганизмов нефтяных месторождений.
13. Биологическая обработка органических отходов.
14. Понятие и определение аутэкологии.
15. Абиотические факторы и экологическая физиология.
16. Определение популяции в экологии, микробной экологии и генетике.
Статистические и динамические характеристики микробной популяции.
17. Проблема динамики численности микробной популяции. Факторы, регулирующие динамику популяций.
18. Сообщества (синэкология) и их структура.
19. Микробное сообщество. Трофическая структура микробного сообщества.
20. Продуктивность и продукция популяций.
21. Динамика экосистем: суточная, сезонная, годичная, вековая.
22. Понятие о биосфере. Представления В.И. Вернадского о живом веществе и его биогеохимической роли. Биогеохимические функции разных групп микроорганизмов.
23. Биосферные циклы азота и фосфора. Роль микроорганизмов и беспозвоночных животных в трансформации этих элементов в биосфере.
24. Энергетический баланс биосферы. Тепло- и массообмен в океане и атмосфере.
Изменения в энергетическом балансе биосферы, связанные с хозяйственной деятельностью человека.
25. Экология водных и почвенных микроорганизмов. Экстремофильные микроорганизмы.
26. Микробные процессы в биотехнологии окружающей среды.
Контрольная работа
1.Прокариоты играют ведущую роль в трансформации биогенных элементов
1. C, Fe, N, S, Al
2. N, S, Ni, Fe
3. H, N, P, S, C
4. Ne, S, O, Sn
5. S, O, Br, P
2. Основным биогенным элементом является
1. углерод
2. азот
3. фтор
4. цинк

5. сера
3. При образовании органического вещества углерод
1. восстанавливается
2. минерализуется
4. В результате дыхания в атмосферу выделяется СО
2 1. 10%
2. 30%
3. 80%
4. 90%
5. В результате деятельности микроорганизмов в атмосфере поддерживается концентрация углекислого газа, равная
1. 0,1%
2. 0,2%
3. 0,3%
4. 0,4%
5. 0,5%
6. К хорошо растворимым углеродсодержащим веществам относятся
1. органические кислоты
2. гемицеллюлозы
3. крахмал
7. К нерастворимым углеродсодержащим веществам относятся
1. органические кислоты
2. гемицеллюлозы
3. крахмал
8. К нерастворимым углеродсодержащим веществам относятся
1. спирты
2. гемицеллюлозы
3. пектин
9. Ведущая роль в процессах разложения безазотистых органических соединений лиственного опада принадлежит
1. простейшим
2. червям
3. моллюскам
4. микроорганизмам
10. Условия разложения углеродсодержаших веществ до Н
2
О и СО
2 1. аэробные
2. анаэробные
11. В аэробных условиях в разложении целлюлозы ведущая роль принадлежит грибам из рода
1. Pseudomonas
2. Cytophaga
3. Trichoderma
12. В анаэробных условиях в разложении целлюлозы ведущая роль принадлежит микроорганизмам из рода
1. Pseudomonas
2. Clostridium
3. Ruminococcus
13. Мономером лигнина является
1. глюкуроновая кислота
2. арабиноза
3. конифериловый спирт
4. галактуроновая кислота

14. Мономером целлюлозы является
1. глюкоза
2. арабиноза
3. конифериловый спирт
4. галактуроновая кислота
15. Более устойчивы к разложению углеводороды
1. алифатические с короткими цепочками
2. алифатические с длинными цепочкмми
3. циклические
16. Аммонифицирующие бактерии
1. окисляют соединения азота
2. восстанавливают соединения азота
3. разрушают азотсодержащие органические вещества
4. фиксируют молекулярный азот
17. Денитрифицирующие бактерии
1. окисляют соединения азота
2. восстанавливают соединения азота
3. разрушают азотсодержащие органические вещества
4. фиксируют молекулярный азот
18. К симбиотическим азотфиксаторам относятся
1. Pavetta
2. Azotobacter
3. Bejerinkia
19. К симбиотическим азотфиксаторам относятся
1. Alnus
2. Clostridium
3. Azotomonas
20. Дезаминирование мочевины осуществляют
1. клостридии
2. уробактерии
3. псевдомонады
21. Процесс денитрификации
1. аэробный
2. анаэробный
22. Процесс азотфиксации
1. аэробный
2. анаэробный
23. В древесине лиственных пород деревьев лигнин составляет
1. 10 - 12%
2. 20 - 30%
3. 50 - 60%
24. В деструкции лигнина ведущую роль играет фермент
1. целлюлаза
2. ксиланаза
3. полифенолоксидаза
25. Микроорганизмы, осуществляющие 2 фазу нитрификации относятся к роду
1. Nitrobacter
2. Azotobacter
3. Nitrozomonas
4. Pseudomonas
26. Микроорганизмы, осуществляющие азотфиксацию относятся к роду
1. Nitrobacter

2. Azotobacter
3. Nitrozomonas
4. Pseudomonas
27. Денитрификация, в процессе которой нитраты служат акцепторами электронов в реакциях катаболизма, называется
1. ассимиляционной
2. диссимиляционной
3. косвенной
28. Ферменты денитрификации называются
1. нитратредуктазы
2. нитрогеназы
29. Тип питания цианобактерий
1. хемоорганоторофный
2. хемолитотрофный
3. фотолитотрофный
30. Наиболее распространены фосфорсодержащие органические соединения
1. нуклеиновые кислоты
2. фитин
3. липиды
31. Содержание нуклеиновых кислот в фосфорорганических соединениях почвы составляет
1. 10 %
2. 40%
3. 80%
32. Из органических соединений фосфора легче всего минерализуются
1. нуклеиновые кислоты
2. фитин и его производные
3. лецитин
33. В процессе дыхания серу окисляют серные бактерии
1. бесцветные нитчатые
2. пурпурные
3. зеленые
34. В процессе фоторедукции серу окисляют
1. Chlorobium
2. Thiobacillus
3. Baggiotoa
35. Десульфофиксацию осуществляют бактерии рода
1. Chlorobium
2. Thiobacillus
3. Desulfomonas
36. В круговороте железа принимают участие бактерии рода
1. Baggiotoa
2. Hyphomicrobium
3. Proteus
37. Микоплазменным микроорганизмом, накапливающим Fe
3+
является
1. Leptotrix
2. Pseudomonas
3. Gallionella
38. При щелочной и нейтральной реакции рН Fe
2+
окисляется до Fe
3+
1. ацидофильными железобактериями
2. кислородом воздуха
39. Восстановление соединений железа происходит в условиях